Studio sull'anatomia molecolare e sulle funzioni extra-chaperoniche dell'Hsp60

Progetto: Research project

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La "chaperonologia" è un campo di ricerca scientifica emergente nell'area delle scienze biologiche, inerente lo studio degli chaperoni molecolari. Questa disciplina si occupa dell'eterogeneità funzionale degli chaperoni e del loro coinvolgimento nell'insorgenza di malattie, oggi chiamate "chaperonopatie".
Tra le "chaperonine", un sottogruppo di chaperoni, spicca l'Hsp60 (heat shock protein da 60 kDa), molecola eucariotica che svolge funzioni strategiche in cellule normali e/o sotto stress. Tuttavia, la maggior parte delle informazioni che possediamo su Hsp60 provengono da studi sulla sua controparte batterica, la proteina GroEL.
A tutt'oggi, sebbene non si conoscano tutte le molecole che dipendono dall'attività di Hsp60 umana, sono note diverse chaperonopatie Hsp60-correlate, tra cui alcuni tipi di cancro.
In questo scenario, uno degli argomenti più controversi in letteratura riguarda la struttura e i ruoli che la Hsp60 avrebbe in sede extramitocondriale. Invero, i pochi studi esistenti su questo argomento postulano che una certa quota di Hsp60 mitocondriale può ritornare nel citosol, ove questa molecola potrebbe essere in equilibrio tra la forma monomerica e quella eptamerica, e potrebbe essere coinvolta nella proliferazione cellulare.
Riguardo al suo coinvolgimento nella cancerogenesi, è interessante notare che l'Hsp60 ha un ruolo ambiguo - che l'ha fatta definire il "Proteo" molecolare della cancerogenesi - potendo avere effetti sia anti- che pro-apoptotici. In particolare, sebbene sia ben assodato il fatto che essa può formare un complesso con la pro-caspasi-3 (pC3), una molecola chiave nell'attivazione del processo apoptotico, non è del tutto chiaro se, quando e come l'Hsp60 ne promuova l'attivazione.
Basandoci sull'elevata interdisciplinarietà dei ricercatori coinvolti in questo progetto, fin dalla sua proposizione originaria (FIRB - futuro in ricerca 2008), ci proponiamo di indirizzare la nostra attenzione su alcuni punti ancora incerti, e in particolare:
i) quale forma (monomerica o eptamerica) dell'Hsp60 è coinvolta nella formazione del complesso con la pC3?
ii) possono esistere forme intermedie [(Hsp60)n con n minore di 7] di questa molecola? e possono questi oligomeri interagire con la pC3?
iii) può l'Hsp60 avere una funzione catalitica intrinseca per l'attivazione della pC3?
iv) quali fattori determinano la stabilità del complesso Hsp60/pC3, tra pH, temperatura, concentrazione di Hsp60, pC3 e ATP?
v) è possibile antagonizzare o inibire la formazione di questo complesso attraverso piccoli composti specificamente progettati e, in tal modo, interferire col destino di una cellula tumorale?
Dato che gli esperimenti in vitro basati su colture cellulari possono essere influenzati da diverse variabili, spesso ignote, abbiamo deciso col presente progetto di fare per prima cosa un passo indietro ad una ricerca ancor più "di base", per provare a rispondere alle domande poste sopra adoperando modelli di ricerca semplificati e lavorando senza l'influenza dei preconcetti che gli attuali "dogmi" su questo argomento possono indurci.
Partendo dalla chimica di base e adoperando tecniche che vanno dalla modellistica molecolare alla biologia cellulare, i ricercatori che partecipano al presente progetto, ciascuno col proprio bagaglio culturale e tecnico (chimica, fisica, biologia cellulare e molecolare e morfologia) applicheranno tecniche in loro possesso, come ad esempio:
clonazione di geni e sintesi di proteine, immunofluorescenza, risonanza magnetica nucleare, spettrometria di massa, chimica computazionale, sintesi organica, immunoelettromicroscopia a trasmissione, light scattering dinamico e statico, scattering di raggi X a piccolo angolo (SAXS), spettroscopia di fluorescenza e dicroismo circolare e tecniche di microcalorimetria di proteine.
Il progetto seguirà due direzioni principali, rivolte a:
1) comprendere le caratteristiche strutturali e funzionali dell'Hsp60 c
StatoAttivo
Data di inizio/fine effettiva1/1/12 → …

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